Frontier, de los Laboratorios Nacionales de Oak Ridge es la computadora más rápida del mundo

Hace unos días, mi compañero Darkcrizt te contaba sobre la lista de ordenadores más rápidos del mundo. En este artículo voy a contarte la característica del primer equipo de la lista, con el que Estados Unidos recupera el liderazgo de la industria de la computación.

Me refiero a Frontier, que oficialmente fue construida por los Laboratorios Nacionales de Oak Ridge para el Departamento de Energía de los Estados Unidos. Digo oficialmente solo porque sería raro que desaprovecharan el potencial de ese equipo para usos militares, pero no me hagan caso.  Hoy me puse el gorro de aluminio

Conoce más sobre  Frontier

Para entender lo que sigue del artículo comencemos definiendo algunos términos:

FLOPS: Acrónimo en inglés para operaciones de coma flotante por segundo.

Nombre       Abreviatura          Valor
KiloFLOPS      kFLOPS               10³
MegaFLOPS    MFLOPS             10⁶
GigaFLOPS     GFLOPS              10⁹
TeraFLOPS     TFLOPS               10¹²
PetaFLOPS     PFLOPS               10¹⁵
ExaFLOPS      EFLOPS               10¹⁸
ZettaFLOPS    ZFLOPS               10²¹
YottaFLOPS    YFLOPS              10²⁴

Como vemos, un exaflop equivale a un trillón de operaciones por segundo.

Lo que llevó al superordenador Frontier del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía a la clasificación más alta como el ordenador más veloz del mundo de la quincuagésima novena edición de la lista de los TOP500 fue su rendimiento de 1,1 exaflops. El sistema Frontier queda en la historia como el primero en alcanzar un nivel hasta ahora no logrado de rendimiento informático conocido como exaescala, Estamos hablando de un umbral de quintillones de cálculos por segundo.

Sin embargo, sus desarrolladores van más lejos. Frontier presenta un rendimiento máximo teórico de 2 exaflops, o dos quintillones de cálculos por segundo, lo que significa diez veces más poder de cálculo que el sistema Summit también desarrollador por los Laboratorios Nacionales de Oak Ridge. El sistema permitirá a los científicos desarrollar tecnologías aplicables en temas de seguridad energética, económica y nacional del país, ayudando a los investigadores a abordar problemas que eran imposibles de resolver hace solo cinco años.

En declaraciones a la prensa, Thomas Zacharia, director del ORNL no fue precisamente modesto:

Frontier está marcando el comienzo de una nueva era de computación a exaescala para resolver los mayores desafíos científicos del mundo.

Este hito ofrece solo una vista previa de la capacidad inigualable de Frontier como herramienta para el descubrimiento científico. Es el resultado de más de una década de colaboración entre los laboratorios nacionales, la academia y la industria privada, incluido el Proyecto de computación a exaescala del DOE (Departamento de Energía de Estados Unidos), que está implementando las aplicaciones, las tecnologías de software, el hardware y la integración necesarios para garantizar el impacto a exaescala.

Pero los logros de Frontier no se limitan al rendimiento.  También ocupó el puesto número uno en la lista Green500, que califica el uso de energía y la eficiencia de los sistemas de supercomputación disponibles comercialmente, con un rendimiento de 62,68 gigaflops por vatio. Frontier completó las clasificaciones bianuales con el primer puesto en una categoría más nueva, computación de precisión mixta, que califica el rendimiento en formatos comúnmente utilizados para la inteligencia artificial, con un rendimiento de 6,88 exaflops.

Puesta en marcha

El trabajo de entrega, instalación y prueba de Frontier comenzó durante la pandemia de COVID-19. Requirió de más de 100 personas del ámbito público y privados que debieron trabajar las 24 horas del día en tareas que van desde la obtención de millones de componentes hasta garantizar las entregas de piezas del sistema en el plazo establecido, pasando por la instalación y prueba cuidadosas de 74 gabinetes de supercomputadoras HPE Cray EX, que incluyen más de 9400 nodos con tecnología AMD y 90 millas de cables de red.

Los componentes de Frontier

• Frontier tiene 74 gabinetes de supercomputadora HPE Cray EX, diseñados específicamente para admitir el rendimiento y la escala de la supercomputación de próxima generación.
• Cada nodo contiene un procesador EPYC™ optimizado y cuatro aceleradores AMD Instinct™, para un total de más de 9400 CPU y más de 37 000 GPU en todo el sistema.
• HPE Slingshot, el único tejido Ethernet de alto rendimiento del mundo diseñado para soluciones de IA y HPC de próxima generación, incluidas cargas de trabajo más grandes y con uso intensivo de datos, para abordar las demandas de mayor velocidad y control de congestión para que las aplicaciones funcionen sin problemas y mejoren el rendimiento.
• Un subsistema de E/S de HPE. El subsistema de E/S presenta una capa de almacenamiento en el sistema y Orion, un sistema de archivos central mejorado basado en Lustre que también es el sistema de archivos paralelo único más grande y rápido del mundo.